Компоненте за заштиту пумпе доказано штите пумпе од песка и продужавају радни век ЕСП-а у неконвенционалним бушотинама. Ово решење контролише повратни ток фрак песка и других чврстих материја које могу да изазову преоптерећења и застоје. Технологија која омогућава елиминише проблеме повезане са несигурношћу расподеле величине честица.
Како се све више нафтних бушотина ослања на ЕСП, продужење века електричних потопљених пумпних система (ЕСП) постаје све важније. Радни век и перформансе пумпи са вештачким подизањем су осетљиве на чврсте материје у произведеним течностима. Радни век и перформансе ЕСП-а су значајно смањени са повећањем чврстих честица. Поред тога, чврсте материје повећавају време застоја у бушотини и замену за рад.
Чврсте честице које често пролазе кроз пумпе са вештачким дизањем укључују песак за формирање, пропанте за хидрауличко ломљење, цемент и еродиране или кородиране металне честице. Технологије у бушотинама дизајниране да одвоје чврсте материје се крећу од нискоефикасних циклона до високоефикасне 3Д жичане мреже од нерђајућег челика. од великих честица током производње. Међутим, неконвенционалне бушотине су подложне повременом струјању, што доводи до тога да постојећа технологија вртложног сепаратора ради само повремено.
Предложено је неколико различитих варијанти комбинованих сита за контролу песка и дубинских вртложних дескандера за заштиту ЕСП-а. Међутим, постоје празнине у заштити и производним перформансама свих пумпи због несигурности у дистрибуцији величине и запремине чврстих материја које производи свака бушотина. Несигурност повећава дужину компоненти за контролу песка, чиме се смањује дубину на којој се може подесити потенцијални потенцијал ЕСП-а и негативна граница утицаја ЕСП-а. У неконвенционалним бушотинама преферирају се дубље дубине подешавања. Међутим, употреба алата за уклањање брусилице и сидрења за блато са мушким чепом за качење дугих, крутих склопова за контролу песка у секцијама кућишта са ограниченом озбиљношћу ЕСП МТБФ побољшања. Корозија унутрашње цеви није још један аспект овог дизајна који се процењује.
Аутори рада из 2005. представили су експерименталне резултате сепаратора песка у бушотини заснованог на циклонској цеви (Слика 1), који су зависили од дејства циклона и гравитације, како би показали да ефикасност сепарације зависи од вискозитета нафте, брзине протока и величине честица. Они показују да је ефикасност сепаратора у великој мери зависи од ефикасности сепаратора са смањењем брзине протока дела. величина чврстих честица и повећање вискозитета уља, Слика 2. За типичан циклон цевни сепаратор у бушотини, ефикасност сепарације пада на ~10% како величина честица пада на ~100 µм.Поред тога, како се проток повећава, вртложни сепаратор је подложан ерозијском хабању, што утиче на век употребе структурних компоненти.
Следећа логична алтернатива је коришћење 2Д екрана за контролу песка са дефинисаном ширином прореза. Величина и дистрибуција честица су важна разматрања када се бирају сита за филтрирање чврстих материја у конвенционалној или неконвенционалној производњи бунара, али могу бити непознате. Чврсте материје могу доћи из резервоара, али могу варирати од пете до пете;алтернативно, екран ће можда морати да филтрира песак од хидрауличког ломљења. У оба случаја, трошкови сакупљања чврстих материја, анализе и тестирања могу бити превисоки.
Ако 2Д екран цеви није правилно конфигурисан, резултати могу да угрозе економичност бушотине. Сувише мали отвори за пескарење могу да доведу до прераног зачепљења, гашења и потребе за поправком. Ако су превелики, дозвољавају чврстим материјама да слободно уђу у производни процес, што може да кородира цеви за нафту, оштети вештачку површину и одвоји површину од песка и одвоји површину од песка. .Ова ситуација захтева једноставно, исплативо решење које може продужити животни век пумпе и покрити широку дистрибуцију песка.
Да би се задовољила ова потреба, спроведена је студија о употреби склопова вентила у комбинацији са жичаном мрежом од нерђајућег челика, која је неосетљива на резултујућу дистрибуцију чврстих материја. Студије су показале да жичана мрежа од нерђајућег челика са променљивом величином пора и 3Д структуром може ефикасно контролисати чврсте материје различитих величина без познавања расподеле величине честица добијених чврстих материја. ација.
Склоп вентила монтиран на дну сита омогућава наставак производње све док се ЕСП не извуче. Он спречава да се ЕСП извуче одмах након што се сито премости. Резултујући екран за контролу песка на улазу и склоп вентила штите ЕСП, пумпе за подизање шипке и комплете за подизање гаса од чврстих материја током производње чишћењем протока течности и обезбеђује рентабилно решење за продужење животног века без различитих карактеристика Ресерво-а.
Дизајн заштите пумпе прве генерације. Заштитни склоп пумпе који користи сита од нерђајућег челика је постављен у гравитациони дренажни бунар уз помоћ паре у западној Канади да би заштитио ЕСП од чврстих материја током производње. Екрани филтрирају штетне чврсте материје из производне течности док она улази у производни низ. Унутар производног низа, течности теку до сита ЕСП пумпе између улаза ЕСП пумпе и површине ЕСП-а, где се могу покренути. лација између производне зоне и горње бушотине.
Током производног времена, прстенасти простор између сита и кућишта има тенденцију да се премости песком, што повећава отпор протока. На крају, прстенасти део потпуно премошћује, зауставља проток и ствара разлику притиска између бушотине и производне колоне, као што је приказано на слици 3. У овом тренутку, флуид више не може да тече до ЕСП-а и завршна колона се мора повући.У зависности од бројних варијабли које се односе на производњу чврстих материја, трајање потребно за заустављање протока кроз мост чврстих материја на екрану може бити краће од трајања које би омогућило ЕСП-у да пумпа течност са чврстим материјама средње време између кварова на тло, тако да је развијена друга генерација компоненти.
Заштитни склоп пумпе друге генерације. Систем за контролу улазног песка ПумпГуард* и систем вентила је суспендован испод РЕДА* пумпе на слици 4, пример неконвенционалног завршетка ЕСП. Када бушотина производи, екран филтрира чврсте материје у производњи, али ће почети да се полако премошћује са песком и ствара диференцијал притиска. низ до ЕСП.Овај проток изједначава разлику притиска на екрану, попуштајући приањање врећа са песком на спољној страни екрана.Песак може слободно да избије из прстенастог простора, што смањује отпор протока кроз сито и омогућава да се проток настави.Како диференцијални притисак опада, вентил се враћа у затворени положај и нормални услови протока се не настављају све док се не настави извлачење ЕСП-а. осветљени у овом чланку показују да је систем у стању да значајно продужи животни век пумпе у поређењу са само завршеним скринингом.
За недавну инсталацију, уведено је решење по основу трошкова за изолацију површине између жичане мреже од нерђајућег челика и ЕСП-а. Надоле окренут куп пакер је монтиран изнад секције сита. Изнад пакера чаше, додатне перфорације централне цеви обезбеђују пут протока произведеног флуида да мигрира из унутрашњости екрана у прстенасти простор изнад пакера, где течност ЕСП може да уђе у ЕСП.
Мрежасти филтер од нерђајућег челика изабран за ово решење нуди неколико предности у односу на типове 2Д мреже засноване на размацима. 2Д филтери се првенствено ослањају на честице које покривају празнине филтера или прорезе да би направили вреће песка и обезбедили контролу песка. Међутим, пошто само једна вредност зазора може да се изабере за екран, екран постаје веома осетљив на дистрибуцију величине честица произведене течности.
Насупрот томе, дебели мрежасти слој филтера од жичане мреже од нерђајућег челика обезбеђује високу порозност (92%) и велику површину отвореног протока (40%) за произведену течност бушотине. Филтер је конструисан компресијом мреже од нерђајућег челика и омотавањем је директно око перфориране централне цеви, а затим је инкапсулира унутар перфорираног заштитног слоја на крају који се налази у средини која се налази у средини. уједначена угаона оријентација (у распону од 15 µм до 600 µм) омогућава да безопасне ситне материје теку дуж 3Д путање протока ка централној цеви након што су веће и штетне честице заробљене унутар мреже. Тестирање задржавања песка на узорцима овог сита је показало да филтер одржава високу пропустљивост, јер овај део може да генерише пропустљивост, јер овај део течности може да генерише. дистрибуције величине произведених течности које се сусрећу. Овај екран од вуне од нерђајућег челика је развијен од стране једног главног оператера 1980-их посебно за самосталне довршавање екрана у резервоарима стимулисаним паром и има дугу евиденцију успешних инсталација.
Склоп вентила се састоји од вентила са опругом који омогућава једносмерни проток у цевни низ из производног подручја. Подешавањем предоптерећења завојне опруге пре уградње, вентил се може прилагодити да би се постигао жељени притисак пуцања за примену. Обично се вентил покреће испод жичане мреже од нерђајућег челика да би се обезбедио секундарни пут протока и функционисали у вишеструким резервоарима од ЕСП челика у резервоару. средњи вентил који има нижи притисак пуцања од најнижег вентила.
Временом, честице формације испуњавају прстенасто подручје између спољне површине склопа заштитног склопа пумпе и зида производног кућишта. Како се шупљина пуни песком и честице се консолидују, пад притиска у врећи са песком се повећава. Када овај пад притиска достигне унапред задату вредност, конусни вентил се отвара и омогућава проток директно кроз ову цев за хлађење, који је у стању да прекине довод песка нагоре. спољашњост филтера сита. Због смањене разлике притиска, проток ће се наставити кроз сито и усисни вентил ће се затворити. Због тога, пумпа може само кратко време да види проток директно из вентила. Ово продужава век пумпе, јер највећи део протока представља течност филтрирана кроз сито од песка.
Систем заштите пумпе је радио са пакерима у три различита бунара у басену Делавера у Сједињеним Државама. Главни циљ је смањење броја покретања и заустављања ЕСП-а због преоптерећења везаних за песак и повећање доступности ЕСП-а у циљу побољшања производње. Систем заштите пумпе је суспендован са доњег краја ЕСП низа. Резултати нафтне бушотине показују стабилне и струјне перформансе пумпе, технологију за уградњу пумпе, нову технологију за уградњу песка и смањену вибрацију. време застоја је смањено за 75%, а животни век пумпе је повећан за више од 22%.
Бушотина. ЕСП систем је инсталиран у новој бушотини за бушење и ломљење у округу Мартин, Тексас. Вертикални део бушотине је приближно 9.000 стопа, а хоризонтални део се протеже до 12.000 стопа, измерене дубине (МД). За прва два завршетка, систем сепаратора вртложног песка у низу са отвором за отворе, са шест спојева са лајнером, уграђена је и инсталација са два интегрална спојна дела ЕСП типа. сепаратор песка, уочено је нестабилно понашање радних параметара ЕСП (интензитет струје и вибрација).Расклапањем повучене ЕСП јединице утврђено је да је склоп сепаратора вртложног гаса запушен страним материјама за које је утврђено да је песак јер је немагнетна и не реагује хемијски са киселином.
У трећој ЕСП инсталацији, жичана мрежа од нерђајућег челика заменила је сепаратор песка као средство ЕСП контроле песка. Након инсталирања новог система заштите пумпе, ЕСП је показао стабилније понашање, смањујући опсег флуктуација струје мотора са ~19 А за инсталацију #2 на ~6,3 А за инсталацију #3. Вибрација је мало стабилнија у поређењу са претходним притиском од 7%. инсталација и добио додатних 100 пси пада притиска. ЕСП искључења преоптерећења су смањена за 100% и ЕСП ради са ниским вибрацијама.
Бунар Б. У једној бушотини у близини Јуниса у Новом Мексику, још један неконвенционални бунар имао је инсталиран ЕСП, али није имао заштиту пумпе. После почетног пада покретања, ЕСП је почео да показује неуобичајено понашање. Флуктуације струје и притиска су повезане са скоковима вибрација. Након одржавања ових услова током 137 дана, ЕСП је отказао и друга замена система за заштиту укључује нову пумпу је инсталирана. У производњи, ЕСП је радио нормално, са стабилном амперажом и мање вибрација. У време објављивања, друга серија ЕСП-а је достигла преко 300 дана рада, што је значајно побољшање у односу на претходну инсталацију.
Бунар Ц. Трећа инсталација система на лицу места била је у Ментонеу, Тексас, од стране специјализоване компаније за нафту и гас која је искусила прекиде и кварове ЕСП-а због производње песка и желела је да побољша време рада пумпе. Оператери обично покрећу сепараторе песка у бушотинама са кошуљицом у свакој ЕСП бушотини. Међутим, када се кошуљица напуни песком, сепаратор ће резултирати протоком песка и деонице пумпе кроз фазу корозије. лифт. Након покретања новог система са заштитником пумпе, ЕСП има 22% дужи радни век са стабилнијим падом притиска и бољим временом рада у вези са ЕСП.
Број искључења везаних за песак и чврсте материје током рада смањен је за 75%, са 8 догађаја преоптерећења у првој инсталацији на два у другој инсталацији, а број успешних поновних покретања након гашења преоптерећења је порастао за 30%, са 8 у првој инсталацији.Укупно 12 догађаја, од укупно 8 догађаја, обављено је у секундарној инсталацији, чиме је смањен електрични стрес на опреми и продужен радни век ЕСП-а.
Слика 5 показује нагли пораст сигнатуре притиска на усису (плаво) када је мрежа од нерђајућег челика блокирана и склоп вентила је отворен. Овај потпис притиска може додатно побољшати ефикасност производње предвиђањем кварова ЕСП-а везаних за песак, тако да се могу планирати операције замене са уређајима за ремонт.
1 Мартинс, ЈА, Ес Роса, С. Робсон, "Експериментална анализа цеви за сузбијање десантре," СПЕ Папир 94673-МС, представљена на СПЕ Латинској Америци и Карипској нафтној инжењерској конференцији, Рио Де Жанеиро, Бразил, 20. јуна - 23. јуни 2005.хттпс: //ои.орг/10.2118/06673-мс.
Овај чланак садржи елементе из СПЕ документа 207926-МС, представљеног на Међународној изложби нафте у Абу Дабију и конференцији у Абу Дабију, УАЕ, 15-18. новембра 2021.
Сви материјали подлежу стриктно примењеним законима о ауторским правима, молимо вас да прочитате наше одредбе и услове, политику колачића и политику приватности пре коришћења овог сајта.